オーロラの原理

質問

オーロラと同じ原理で発行してる電化製品などはありますか?

回答No.2

sailor · ベストアンサー

ありますよ。
家電製品ではありませんが街中でよく見かける車なヘッドランプでHIDと呼ばれるタイプのもの（白色や青白い光で光るので電球とは見分けがつくでしょう）がそうですね。後はトンネルの中など黄色い照明（ナトリウムランプ）や街頭などに使われる水銀灯・先の方があげ上げられているネオンランプ（ネオンサインに使われているのは正確にはネオンランプではないので念のため、ネオンランプはオレンジ色の光しか出しませんしあんなに明るくはありません）もそうですし、カメラのストロボも床屋さんなんかで見かける紫外線殺菌器の紫外線ランプもそうです。先の方も言われていますが蛍光灯もこの仲間なのですが、蛍光灯では最初に紫外線が発生してその紫外線をガラス管内部に塗った蛍光塗料で可視光線に変えるという２段階の手順を踏んでいるところが違います。

さて、ここで上にあげたランプ類に共通の事柄があるのですが、お気づきでしょうか？
上にあげたすべてのランプ類に共通なのは放電灯と呼ばれるランプなのです。二つの離れた電極の間にガス（水銀灯や蛍光灯では水銀で常温では液体ですが、放電を開始して管内の温度が上がると蒸気になりガス化する）を封入してあり、そのガスの中で放電させることで封入されたガスが光を発生するという仕組みなのです。光の色（波長）は内部に封入されたガスの種類によって決まりますのでネオンではオレンジ・キセノンなどでは青白い光という具合になります。ランプの種類によっては複数のガスを混合して封入して必要な色合いを得るものも多くあります。ガスの中で放電すると特定の色の光を発生する原理はちょっと専門的になりますので割愛しますが、ざっというと気体の分子に放電による電子が当たると、気体の分子は電子に与えられたエネルギーの分だけ大きなエネルギーを持つことになりますが、気体にとってはこの状態は不安定で居心地の悪い状態なので、さっさと余分なエネルギーを吐き出して落ち着きたいところです。そこでエネルギーを吐き出すわけですが、このとき気体の種類によって決まった特定の波長の光として放出するのです。

さて、オーロラと同じ原理ということですが、オーロラでは電源があるわけでもありませんし特別なガスが封入されてもいませんよね。じゃあなんで放電灯と同じ原理？と思うでしょう。

オーロラの場合は主に太陽から放出される荷電粒子（高い電気エネルギーを持った粒子）や電磁波（放射線）が地磁気にとらえられて地球の極点近くに集中して降り注ぐときに、上空の空気の分子と衝突して放電灯内部で起こる発光現象と同じことが起こっているのです。この場合にも空気中のどの分子と衝突するかによって色が変わるため、色とりどりのオーロラが現れるというわけです。なのでオーロラは天然の巨大放電灯というべきもので、電源は太陽から飛んでくる荷電粒子や電磁波だということです。

お礼

HID、ナトリウムランプ、水銀灯、ネオンランプ、カメラのストロボ、紫外線殺菌器の紫外線ランプ、(蛍光灯)などがあるんですね。

回答No.1

shintaro-2

何をもって同じ原理とするかですが

ネオンサインが同じ放電現象を利用しています。
一般には使いませんが、ガイスラー管もそうですね。

蛍光灯は電子によって励起された水銀の電子がさらに蛍光体を刺激するという間接的なものですので、違うと言えるでしょう。

お礼

ネオンサイン、ガイスラー管というご意見ですね。
蛍光灯は違うんですね。